DE112012002244T5 - Eccentric vibration weight shaft for Kombiverdichter - Google Patents

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Eric Arden Hansen
Kevin J. Magee
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    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/286—Vibration or impact-imparting means; Arrangement, mounting or adjustment thereof; Construction or mounting of the rolling elements, transmission or drive thereto, e.g. to vibrator mounted inside the roll

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Abstract

Es wird ein Kombiverdichter offenbart, welcher eine Walze (14) aufweist, welche auf einer Grundplatte angebracht und mit dieser verbunden ist. Die Walze (14) weist zwei vertikale Streben auf. Der Verdichter weist auch eine exzentrische Vibrationswelle (46) auf, die sich zwischen den beiden vertikalen Streben der Walze (14) erstreckt und mit diesen drehbar verbunden ist. Die exzentrische Vibrationswelle (46) weist eine erste Rotorwelle (46) auf, die koaxial von einer zweiten Rotorwelle (53) beabstandet ist. Die ersten und zweiten Rotorwellen (48, 53) sind mittels einer versetzten Welle (46) miteinander verbunden. Die versetzte Welle (46) weist einen Querschnitt mit der Form eines Doppel-T-Trägers auf, und umfasst einen ersten gewinkelten Bereich (49), einen zweiten gewinkelten Bereich (52) und einen Mittelbereich (51), welcher zwischen den ersten und zweiten gewinkelten Bereichen angeordnet ist und diese verbindet. Der erste gewinkelte Bereich (49) ist mit der ersten Rotorwelle (46) verbunden und der zweite gewinkelte Bereich (52) ist mit der zweiten Rotorwelle (53) verbunden. Die ersten und zweiten gewinkelten Bereiche sind jeweils bezüglich einer ersten Achse (70) gewinkelt, die durch die ersten und zweiten Rotorwellen (48, 53) hindurchtritt, sodass der Mittelbereich (51) eine zweite Achse aufweist (72), die von der ersten Achse beabstandet und zumindest im Wesentlichen parallel zu der ersten Achse (70) ist.A combination compressor is disclosed which has a roller (14) which is attached to and connected to a base plate. The roller (14) has two vertical struts. The compactor also has an eccentric vibratory shaft (46) which extends between the two vertical struts of the roller (14) and is rotatably connected to them. The eccentric vibration shaft (46) has a first rotor shaft (46) which is coaxially spaced from a second rotor shaft (53). The first and second rotor shafts (48, 53) are connected to one another by means of an offset shaft (46). The offset shaft (46) has a cross-section in the shape of a double-T-beam and includes a first angled portion (49), a second angled portion (52) and a central portion (51) extending between the first and second is arranged angled areas and connects them. The first angled portion (49) is connected to the first rotor shaft (46) and the second angled portion (52) is connected to the second rotor shaft (53). The first and second angled regions are each angled with respect to a first axis (70) that passes through the first and second rotor shafts (48, 53) so that the central region (51) has a second axis (72) that is separate from the first axis spaced and at least substantially parallel to the first axis (70).

Description

Technischer BereichTechnical part

Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein System und ein Verfahren für das Verdichten von Material, wie beispielsweise auf vibrierende Walzenverdichter oder Kombiverdichter. Genauer bezieht sich diese Offenbarung auf exzentrische Vibrationsgewichtswellen für Kombiverdichter und Verfahren zur Nachrüstung existierender Verdichter mit den offenbarten Wellen und Verfahren zur Verdichtung unter Verwendung der offenbarten Wellen.This disclosure generally relates to a system and method for compacting material, such as vibrating roller compactors or combination compressors. More particularly, this disclosure relates to eccentric vibratory weight shafts for combined compressors and methods for retrofitting existing compressors with the disclosed shafts and methods of compaction using the disclosed shafts.

Stand der TechnikState of the art

Verdichtende Arbeitsmaschinen werden im Baugewerbe und in der geländeformenden Industrie für die Verdichtung granularen Materials verwendet. Verdichtungsmaschinen existieren in einer Vielzahl von Formen einschließlich Vibrationsrammen, Vibrationsplattenverdichter und Vibrationswalzenverdichter oder Trommelverdichter. Diese Offenbarung bezieht sich auf Vibrationswalzenverdichter, die auch als Walzen, Knickgelenkwalzen, Vibrationsbodenverdichter, Vibrationsasphaltverdichter und, und dieser Begriff wird hierin verwendet werden, als Kombiverdichter bezeichnet werden. Anwendungen für solche Kombiverdichter umfassen das Verdichten von Sand, Kies, oder Schotter für Fundamente, Sockel oder Fahrwege, die Vorbereitung der Grundlagen für Betonplatten, asphaltierte Parkplätze etc. Kombiverdichter werde auch für das Verdichten von Warm- oder Kaltasphalt während des Ausbesserns oder der Reparatur von Straßen, Autobahnen, Gehwegen, Parkplätzen, etc. verwendet.Compacting working machines are used in the construction industry and in the landforming industry for the consolidation of granular material. Compacting machines exist in a variety of forms including vibratory rams, vibratory plate compactors, and vibratory roller compactors or drum compactors. This disclosure relates to vibratory roller compactors, also referred to as rollers, articulated rollers, vibratory soil compactors, vibratory asphalt compactors and, and this term will be used herein, as a combined vibrator. Applications for such Kombiverdichter include compacting sand, gravel, or gravel for foundations, pedestals or driveways, the preparation of the basics for concrete slabs, paved parking lots etc. Kombiverdichter is also for the compaction of hot or cold asphalt during the repair or repair of Roads, highways, sidewalks, parking lots, etc. used.

Der typische Kombiverdichter umfasst eine oder mehrere Walzen, die die tatsächliche Verdichtung vornehmen. Die Walzen sind an einem Hauptrahmen befestigt, welcher eine Kraftmaschine und die dazugehörige Ausrüstung trägt. Eine exzentrische Welle, die allgemein als Erreger bekannt ist, ist innerhalb der Walze angeordnet und mit dieser drehbar verbunden. Die exzentrische Welle wird von einem ersten hydraulischen Motor angetrieben um Vibrationen auf die Walze aufzubringen, wodurch das Material, auf dem sich die Maschine befindet, verdichtet wird. Die Drehung der Walze und damit die Bewegung der Maschine wird auf die Walze mittels eines zweiten hydraulischen Motors aufgebracht. Bei Anwendungen der Verdichtung von Heißasphalt kann die Maschine mit einem Wassertank und damit verbundener Ausrüstung ausgestattet werden, um direkt vor der Walze Wasser auf die Oberfläche zu sprühen, um den Asphalt daran zu hindern, auf der Walze zu erstarren.The typical combination densifier comprises one or more rollers which perform the actual compaction. The rollers are attached to a main frame which carries an engine and associated equipment. An eccentric shaft, commonly known as a driver, is disposed within and rotatably connected within the roller. The eccentric shaft is driven by a first hydraulic motor to apply vibration to the roller, thereby compressing the material on which the machine is located. The rotation of the roller and thus the movement of the machine is applied to the roller by means of a second hydraulic motor. In hot asphalt compaction applications, the machine may be equipped with a water tank and associated equipment to spray water onto the surface directly in front of the roll to prevent the asphalt from solidifying on the roll.

Kombiverdichter, die derzeit auf dem Markt sind weisen eine Reihe von Nachteilen und Missständen auf. Zum Ersten ist die exzentrische Welle, die verwendet wird um die Walze vibrieren zu lassen, sehr schwer, was sowohl Herstellung als auch die Betriebskosten erhöht. Wie in 1 gezeigt weist eine typische exzentrische Welle 5 eine gerade Stange 6 auf, die sich von einem Ende 7 der Stange 6 zu dem anderen Ende 8 erstreckt, wobei exzentrische Gewichte 9 entweder mittels eines Pressverbundes mit der geraden Stange 6 verbunden oder zusammen mit dieser gegossen sind. Sowohl das exzentrische Aufpressen von Gewichten 9 auf eine gerade Stange 6 oder das Gießen exzentrischer Gewichte 9 mit der geraden Stange 6 sind kostspielige Herstellungsverfahren, welche, falls sie ersetzt werden, zu wesentlichen Kosteneinsparungen führen könnten. Die gegenwärtigen Wellenkonstruktionen sind zudem schwer und daher teuer in der Herstellung. Beispielsweise wiegt für eine Walze mit einer Breite von einem Meter die Welle 5 der 1 ungefähr 26.2 kg und weist ein erstes Trägheitsmoment (Flächenträgheitsmoment) von ungefähr 0,24 kg m und ein zweites Trägheitsmoment (auch als Massenträgheitsmoment bezeichnet) von 0.034 kg m2 auf. Zudem beträgt das Verhältnis der ersten zu den zweiten Trägheitsmomenten der gegenwärtigen exzentrischen Welle ungefähr 7,2 m–1 und erfordert ein übermäßiges Anlaufdrehmoment um die Welle in Drehung zu versetzen, wodurch Betriebskosten und Abnutzung und Verschleiß des die Welle drehenden Motors gesteigert werden. Beispielsweise erfordert die Welle 5 ungefähr 3,42 Nm während einer Hochlaufzeit von 4 Sekunden um die Welle mit einer gewünschten Frequenz von ungefähr 65 Hz in Drehung zu versetzen. Die Verringerung des erforderlichen Anlaufmoments könnte auch zu wesentlichen Kosteneinsparungen führen.Kombiverdichter, which are currently on the market have a number of disadvantages and grievances. First, the eccentric shaft used to vibrate the roller is very heavy, increasing both manufacturing and operating costs. As in 1 shows a typical eccentric shaft 5 a straight rod 6 up, extending from one end 7 the pole 6 to the other end 8th extends, with eccentric weights 9 either by means of a press connection with the straight bar 6 connected or poured together with this. Both the eccentric pressing of weights 9 on a straight rod 6 or casting eccentric weights 9 with the straight rod 6 are costly manufacturing processes which, if replaced, could result in significant cost savings. The current shaft designs are also heavy and therefore expensive to manufacture. For example, for a roll one meter wide, the shaft will weigh 5 of the 1 about 26.2 kg and has a first moment of inertia (area moment of inertia) of about 0.24 kg m and a second moment of inertia (also referred to as moment of inertia) of 0.034 kg m 2 . In addition, the ratio of the first to the second moments of inertia of the present eccentric shaft is about 7.2 m -1 and requires excessive starting torque to rotate the shaft, thereby increasing operating costs and wear and tear of the shaft rotating motor. For example, the shaft requires 5 about 3.42 Nm during a ramp-up time of 4 seconds to rotate the shaft at a desired frequency of about 65 Hz. Reducing the required starting torque could also result in significant cost savings.

Im Ergebnis ist damit eine Notwendigkeit erwachsen, eine verbesserte exzentrische Welle für einen Kombiverdichter bereitzustellen, welcher einige oder alle der oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist.As a result, there is a need to provide an improved eccentric shaft for a combined compressor which does not have some or all of the disadvantages described above.

Zusammenfassung der OffenbarungSummary of the Revelation

Eine exzentrische Vibrationswelle ist offenbart, welche eine erste Rotorwelle aufweist, die koaxial von einer zweiten Rotorwelle beabstandet ist. Die ersten und zweiten Rotorwellen sind mittels einer versetzten Welle miteinander verbunden. Die versetzte Welle weist einen ersten gewinkelten Bereich, einen zweiten gewinkelten Bereich und einen Mittelbereich auf, welcher zwischen den ersten und zweiten gewinkelten Bereichen angeordnet ist und diese verbindet. Der erste gewinkelte Bereich ist mit der ersten Rotorwelle verbunden und der zweite gewinkelte Bereich ist mit der zweiten Rotorwelle verbunden. Die ersten und zweiten gewinkelten Bereiche sind jeweils bezüglich einer ersten Achse gewinkelt, die durch die ersten und zweiten Rotorwellen hindurchtritt, sodass der Mittelbereich von der ersten Achse beabstandet und zumindest im Wesentlichen parallel zu der ersten Achse ist.An eccentric vibration shaft is disclosed having a first rotor shaft coaxially spaced from a second rotor shaft. The first and second rotor shafts are interconnected by means of a staggered shaft. The offset shaft has a first angled portion, a second angled portion and a central portion disposed between and connecting the first and second angled portions. The first angled portion is connected to the first rotor shaft and the second angled portion is connected to the second rotor shaft. The first and second angled areas are respectively angled relative to a first axis passing through the first and second rotor shafts so that the central region is spaced from the first axis and at least substantially parallel to the first axis.

Ein Kombiverdichter ist ebenfalls offenbart, welcher eine Walze aufweist, die zwei sich gegenüberliegende vertikale Stützen bzw. Streben aufweist. Der Verdichter weist auch eine exzentrische Vibrationswelle auf, die sich zwischen den beiden vertikalen Streben der Walze erstrecken. Die exzentrische Vibrationswelle weist eine erste Rotorwelle auf, die koaxial von einer zweiten Rotorwelle beabstandet ist. Die ersten und zweiten Rotorwellen sind mittels einer versetzten Welle miteinander verbunden. Die versetzte Welle weist einen Querschnitt mit der Form eines Doppel-T-Trägers auf, und umfasst einen ersten gewinkelten Bereich, einen zweiten gewinkelten Bereich und einen Mittelbereich, welcher zwischen den ersten und zweiten gewinkelten Bereichen angeordnet ist und diese verbindet. Der erste gewinkelte Bereich ist mit der ersten Rotorwelle verbunden und der zweite gewinkelte Bereich ist mit der zweiten Rotorwelle verbunden. Die ersten und zweiten gewinkelten Bereiche sind jeweils bezüglich einer ersten Achse gewinkelt, die durch die ersten und zweiten Rotorwellen hindurchtritt, sodass der Mittelbereich eine zweite Achse aufweist, die von der ersten Achse beabstandet und zumindest im Wesentlichen parallel zu der ersten Achse ist.A combined densifier is also disclosed having a roller having two opposing vertical supports or struts. The compressor also has an eccentric vibration shaft extending between the two vertical struts of the roller. The eccentric vibration shaft has a first rotor shaft which is coaxially spaced from a second rotor shaft. The first and second rotor shafts are interconnected by means of a staggered shaft. The staggered shaft has a cross section in the shape of a double T-beam, and includes a first angled portion, a second angled portion, and a central portion disposed between and connecting the first and second angled portions. The first angled portion is connected to the first rotor shaft and the second angled portion is connected to the second rotor shaft. The first and second angled portions are each angled with respect to a first axis passing through the first and second rotor shafts such that the central portion has a second axis spaced from the first axis and at least substantially parallel to the first axis.

Ein Verfahren zur Verringerung des Gewichts eines Kombiverdichters und zur Verringerung eines Anlaufdrehmoments, das für das Drehen einer exzentrischen Welle, die die Walze des Verdichters vibrieren lässt, erforderlich ist, wird offenbart. Das offenbarte Verfahren umfasst: Bereitstellen einer exzentrischen Vibrationswelle welche eine erste Rotorwelle aufweist, die koaxial von einer zweiten Rotorwelle beabstandet ist, wobei die ersten und zweiten Rotorwellen mittels einer versetzten Welle miteinander verbunden sind, wobei die versetzte Welle einen ersten gewinkelten Bereich, einen zweiten gewinkelten Bereich und einen Mittelbereich aufweist, welcher zwischen den ersten und zweiten gewinkelten Bereichen angeordnet ist und diese miteinander verbindet, wobei der erste gewinkelte Bereich mit der ersten Rotorwelle verbunden ist, der zweite gewinkelte Bereich mit der zweiten Rotorwelle verbunden ist, wobei die ersten und zweiten gewinkelten Bereiche bezüglich einer ersten Achse gewinkelt sind, welche sich durch die ersten und zweiten Rotorwellen erstreckt, sodass der Mittelbereich zu der ersten Achse versetzt und im Wesentlichen parallel zu dieser ist; Entfernen einer bereits vorhandenen Vibrationswelle aus dem Verdichter; und Ersetzen der bereits vorhandenen Vibrationswelle durch die bereitgestellte exzentrische Vibrationswelle.A method for reducing the weight of a combination compressor and reducing start-up torque required for rotating an eccentric shaft that vibrates the roller of the compressor is disclosed. The disclosed method comprises providing an eccentric vibration shaft having a first rotor shaft coaxially spaced from a second rotor shaft, the first and second rotor shafts interconnected by a staggered shaft, the offset shaft having a first angled portion, a second angled shaft Area and a central region, which is arranged between the first and second angled regions and connects them to each other, wherein the first angled region is connected to the first rotor shaft, the second angled region is connected to the second rotor shaft, wherein the first and second angled Areas are angled relative to a first axis extending through the first and second rotor shafts so that the central area is offset from and substantially parallel to the first axis; Removing an existing vibration wave from the compressor; and replacing the already existing vibration wave by the provided eccentric vibration wave.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine perspektivische Ansicht einer exzentrischen Vibrationsgewichtswelle gemäß Stand der Technik. 1 FIG. 15 is a perspective view of a prior art eccentric vibration weight shaft. FIG.

2 ist eine Seitenansicht einer offenbarten Verdichtungsarbeitsmaschine. 2 Fig. 10 is a side view of a disclosed compaction work machine.

3 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer einzelnen Vibrationswalze, die entlang der Linie 3-3 der 2 vorgenommen wurde. 3 FIG. 10 is an enlarged sectional view of a single vibrating roller taken along line 3-3 of FIG 2 was made.

4 ist eine perspektivische Ansicht der exzentrischen Vibrationsgewichtswelle, die in 3 gezeigt ist. 4 FIG. 15 is a perspective view of the eccentric vibration weight shaft which is shown in FIG 3 is shown.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Mit Bezug auf die 2 und 3 ist eine Arbeitsmaschine 10 zur Erhöhung der Dichte eines kompaktierbaren Materials 12 wie beispielsweise Erdboden, Strassenbasisschotter, oder Asphaltbelagsmaterial gezeigt. Die Arbeitsmaschine 10 ist beispielsweise ein Doppelwalzenvibrationsverdichter, der auch als Kombiverdichter bzw. als Kombiwalze bezeichnet wird und eine erste Verdichterwalze 14 und eine zweite Verdichterwalze 16 aufweist, die drehbar an einem Hauptrahmen 18 angebracht sind. Der Hauptrahmen 18 trägt auch eine Kraftmaschine 20, welche erste und zweite hydraulische Pumpen 22, 24 aufweist, die mit derselben betriebsmäßig und in herkömmlicher Weise verbunden sind.With reference to the 2 and 3 is a working machine 10 to increase the density of a compactable material 12 such as soil, roadside basalt, or asphalt paving material. The working machine 10 is, for example, a twin-roller vibrating compressor, which is also referred to as Kombiverdichter or as a combination roller and a first compressor roller 14 and a second compressor roller 16 having, which rotatably on a main frame 18 are attached. The main frame 18 also carries an engine 20 which first and second hydraulic pumps 22 . 24 which are operatively connected thereto in a conventional manner.

Die erste Verdichterwalze 14 weist einen ersten Vibrationsmechanismus 26 auf, welcher betriebsmäßig mit einem ersten hydraulischen Motor 28 verbunden ist. Die zweite Verdichterwalze 16 weist einen zweiten Vibrationsmechanismus 30 auf, welcher betriebsmäßig mit einem zweiten hydraulischen Motor 42 verbunden ist. Da sich die erste Verdichtungswalze 14 und die zweite Verdichtungswalze 16 strukturell und betriebsmäßig ähneln, beziehen sich die Beschreibung, der Aufbau und die Elemente, die die erste Verdichtungswalze 14 betreffen, wie in 3 gezeigt, in gleicher Weise auf die zweite Verdichtungswalze 16. Daher wird keine separate Beschreibung der zweiten Verdichtungswalze 16 dargelegt.The first compressor roller 14 has a first vibration mechanism 26 which is operationally equipped with a first hydraulic motor 28 connected is. The second compressor roller 16 has a second vibration mechanism 30 which is operationally connected to a second hydraulic motor 42 connected is. Because the first compaction roller 14 and the second compaction roller 16 structurally and operationally similar, the description, structure and elements related to the first compaction roller 14 concern, as in 3 shown in the same way on the second compaction roller 16 , Therefore, no separate description will be given of the second compaction roller 16 explained.

Mit Bezug auf 3 isolieren die Gummilager 36 die Verdichtungswalze 14 von dem Hauptrahmen 18 und isolieren daher den Hauptrahmen 18 von den Vibrationen, die durch das Wirken der exzentrischen Welle 46 und der Walze 14 hervorgerufen werden. Wahlweise kann die Verdichtungswalze 14 eine Zweigang-Antriebsanordnung 40 aufweisen. Die Zweigang-Antriebsanordnung 40 kann ein hydraulischer Motor 42 mit einer nicht gezeigten Planetengetriebeuntersetzung sein. Der hydraulische Motor 42 kann betriebsmäßig mit Schläuchen oder Leitungen (nicht gezeigt) mit der hydraulischen Pumpe 22 verbunden sein. Der hydraulische Motor 42 kann mit dem Hauptrahmen 18 verbunden sein und kann betriebsmäßig mit der ersten Verdichtungswalze 14 verbunden sein. Die hydraulische Pumpe 22 stellt dem hydraulischen Motor 42 ein unter Druck stehendes Betriebsströmungsmittel wie beispielsweise Öl oder Hydraulikströmungsmittel für den Antrieb der Arbeitsmaschine 10 bereit.Regarding 3 isolate the rubber bearings 36 the compaction roller 14 from the main frame 18 and therefore isolate the main frame 18 from the vibrations caused by the action of the eccentric shaft 46 and the roller 14 be caused. Optionally, the compaction roller 14 a two-speed drive assembly 40 exhibit. The two-speed drive assembly 40 can be a hydraulic engine 42 be with a planetary gear reduction, not shown. The hydraulic engine 42 can be used with hoses or pipes (not shown) with the hydraulic pump 22 be connected. The hydraulic engine 42 can with the main frame 18 be connected and can be operational with the first compaction roller 14 be connected. The hydraulic pump 22 puts the hydraulic engine 42 a pressurized operating fluid such as oil or hydraulic fluid for driving the work machine 10 ready.

Die Pumpe 24 kann betriebsmäßig mit Schläuchen oder Leitungen mit dem ersten hydraulischen Motor 28 verbunden sein, wie schematisch in 3 dargestellt. Eine Kupplung 44 verbindet den ersten Vibrationsmechanismus 26 mit dem ersten hydraulischen Motor 28. Der erste Vibrationsmechanismus 26 weist eine exzentrische Welle 46 auf, die durch den ersten hydraulischen Motor 28 angetrieben sein kann, wodurch sie mittels der ersten und zweiten vertikalen Streben 43, 45 eine Vibrationskraft auf die Verdichtungswalze 14 aufbringt. Es ist auch festzustellen dass die Pumpe 24 zwischen einem hohen Austrag und einen geringen Austrag umgeschaltet werden kann, um die exzentrische Welle 46 mit einer hohen Frequenz und einer geringen Frequenz zu rotieren.The pump 24 can be operational with hoses or pipes with the first hydraulic motor 28 be connected as shown schematically in 3 shown. A clutch 44 connects the first vibration mechanism 26 with the first hydraulic motor 28 , The first vibration mechanism 26 has an eccentric shaft 46 up through the first hydraulic motor 28 can be driven, whereby they by means of the first and second vertical struts 43 . 45 a vibrating force on the compaction roller 14 applies. It is also noticeable that the pump 24 between a high discharge and a low discharge can be switched to the eccentric shaft 46 to rotate at a high frequency and a low frequency.

Die Kupplung 44 ist mit einer ersten Rotorwelle 48 verbunden, welche ihrerseits einen Teil der exzentrischen Welle 46 bildet und mit dem ersten gewinkelten Bereich 49 der exzentrischen Welle 46 verbunden ist. Der erste gewinkelte Bereich 49 ist mit einem Mittelbereich 51 verbunden, welcher seinerseits mit einem zweiten gewinkelten Bereich 52 verbunden ist. Der zweite gewinkelte Bereich 52 ist mit einer zweiten Rotorwelle 53 verbunden. Die ersten und zweiten Rotorwellen 48, 53 sind jeweils in ersten und zweiten Lagern 56, 58 aufgenommen und sind zueinander koaxial. Das erste Lager 56 ist innerhalb einer ersten Aufnahme 64 gefasst, die auf der ersten vertikalen Strebe 43 montiert ist. Die erste Aufnahme 64 tritt durch ein drittes Lager 66 hindurch, welches die Gummilager 36 trägt, wenn sie unter dem Antrieb durch den ersten hydraulischen Motor 28 mit der Drehung der Kupplung 44 um das erste Lager 56 und das Lagergehäuse 68 rotieren. Das zweite Lager 58 ist mit der zweiten vertikalen Strebe 45 mittels der zweiten Aufnahme 62 verbunden. So wie die erste stationäre Aufnahme 64 rotiert die zweite Aufnahme 62 in ähnlicher Weise nicht bezüglich der zweiten vertikalen Strebe 45.The coupling 44 is with a first rotor shaft 48 which in turn are part of the eccentric shaft 46 forms and with the first angled area 49 the eccentric shaft 46 connected is. The first angled area 49 is with a middle area 51 connected, which in turn with a second angled area 52 connected is. The second angled area 52 is with a second rotor shaft 53 connected. The first and second rotor shafts 48 . 53 are each in first and second camps 56 . 58 taken up and are coaxial with each other. The first camp 56 is within a first shot 64 taken on the first vertical strut 43 is mounted. The first shot 64 passes through a third camp 66 through which the rubber bearings 36 carries when under the drive through the first hydraulic motor 28 with the rotation of the clutch 44 around the first camp 56 and the bearing housing 68 rotate. The second camp 58 is with the second vertical strut 45 by means of the second shot 62 connected. Like the first stationary admission 64 rotates the second shot 62 similarly not with respect to the second vertical strut 45 ,

Ein Unterschied zwischen der exzentrischen Welle 5 der 1 und der exzentrischen Welle 46 der 3–4 sind die Verhältnisse der ersten und zweiten Trägheitsmomente. Das zweite Trägheitsmoment ist eine Eigenschaft eines Querschnitts, welche verwendet werden kann, um den Widerstand eines Balkens gegenüber Biegen und Verformen in einer Achse, welche in der Ebene des Querschnitts liegt, vorauszusagen. Die Verformung eines Balkens unter Last hängt nicht nur von der Last ab, sondern auch von der geometrischen Form des Querschnitts. Im Gegensatz dazu basiert das erste Trägheitsmoment (oder erstes Flächenmoment) auf dem mathematischen Konstrukt von Momenten in metrischen Räumen, wobei das erste Trägheitsmoment gleich der Flächensumme multipliziert mit dem Abstand zu einer Achse ist. Das erste Trägheitsmoment ist ein Maß der Flächenverteilung einer Form in Bezug auf eine Achse.A difference between the eccentric shaft 5 of the 1 and the eccentric shaft 46 of the 3 - 4 are the ratios of the first and second moments of inertia. The second moment of inertia is a property of a cross section which can be used to predict the resistance of a beam to bending and deformation in an axis lying in the plane of the cross section. The deformation of a beam under load depends not only on the load, but also on the geometric shape of the cross section. In contrast, the first moment of inertia (or first moment of area) is based on the mathematical construct of moments in metric spaces, where the first moment of inertia is equal to the sum of area multiplied by the distance to an axis. The first moment of inertia is a measure of the area distribution of a shape with respect to an axis.

Es wurde festgestellt, dass das Verhältnis des ersten Trägheitsmoments zu dem zweiten Trägheitsmoment maximiert werden sollte, um das Anfahrmoment, das Gewicht und die Kosten zu minimieren. Beispielsweise ist das Verhältnis des ersten Trägheitsmoments zum zweiten Trägheitsmoment einer offenbarten exzentrischen Welle 46 ungefähr 13,4 m–1, es kann aber von ungefähr 10 bis ungefähr 16 m–1 reichen, während das Verhältnis des ersten Trägheitsmoments zu dem zweiten Trägheitsmoment der Welle 5 gemäß Stand der Technik ungefähr 7,2 m–1 ist.It has been found that the ratio of the first moment of inertia to the second moment of inertia should be maximized to minimize start-up torque, weight, and cost. For example, the ratio of the first moment of inertia to the second moment of inertia of a disclosed eccentric shaft 46 about 13.4 m- 1 , but may range from about 10 to about 16 m- 1 while the ratio of the first moment of inertia to the second moment of inertia of the shaft 5 According to the prior art is about 7.2 m -1 .

Bei einer Walze 14, welche eine Breite von ungefähr einem Meter (40 Zoll) aufweist, wiegt die exzentrische Welle 46 der 4 ungefähr 6 bis 18 kg, mit einer bevorzugten Masse von ungefähr 9 kg, einem ersten Trägheitsmoment von 0,21, einem zweiten Trägheitsmoment von ungefähr 0,0157 kg m2 und einem Verhältnis der ersten und zweiten Trägheitsmomente von ungefähr 13,4 m–1, dieses kann aber von ungefähr 10 bis ungefähr 16 m–1 reichen. Im Gegensatz dazu wiegt die Welle 5 der 1 für eine Walze derselben Abmaße ungefähr 26.2 kg, weist ein erstes Trägheitsmoment von ungefähr 0,24, ein zweites Trägheitsmoment von 0,335 kg m2 (0,0335, d. Übers.) und ein Verhältnis des ersten zum zweiten Trägheitsmoment von ungefähr 7,2 m–1 auf. Der große Unterschied in den Verhältnissen der ersten zu den zweiten Trägheitsmomenten beeinflusst wesentlich das Drehmoment, das erforderlich ist, im die Drehung der Wellen 5, 46 zu initiieren. Insbesondere beträgt das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Drehung der Welle 5 bis zu einer Rotationsfrequenz von 65 Hz über eine Hochlaufzeit von 4 Sekunden hinweg zu initiieren ungefähr 3,42 Nm, während das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Drehung der leichteren Welle 46 bis zu derselben Rotationsfrequenz von 65 Hz über eine identische Hochlaufzeit von 4 Sekunden hinweg zu initiieren ungefähr 1,60 Nm beträgt. Die Verringerung des Anlaufmoments das erforderlich ist, um die Welle 46 zu drehen, wird nicht nur Kraftstoff sparen, sondern auch Abnutzung und Verschleiß des Motors 28 und der Pumpe 24 verringern.With a roller 14 , which has a width of about one meter (40 inches), weighs the eccentric shaft 46 of the 4 about 6 to 18 kg, with a preferred mass of about 9 kg, a first moment of inertia of 0.21, a second moment of inertia of about 0.0157 kg m 2, and a ratio of the first and second moments of inertia of about 13.4 m -1 but this can range from about 10 to about 16 m -1 . In contrast, the wave weighs 5 of the 1 for a roll of the same dimensions about 26.2 kg, has a first moment of inertia of about 0.24, a second moment of inertia of 0.335 kg m 2 (0.0335, d.s.) and a ratio of the first to the second moment of inertia of about 7.2 m -1 on. The large difference in the ratios of the first to the second moments of inertia significantly affects the torque required in the rotation of the shafts 5 . 46 to initiate. In particular, the torque required is the rotation of the shaft 5 to initiate about 3.42 Nm up to a rotation frequency of 65 Hz over a ramp-up time of 4 seconds while the torque required to complete the rotation of the lighter shaft 46 to initiate to the same rotation frequency of 65 Hz over an identical run-up time of 4 seconds is approximately 1.60 Nm. The reduction of the starting torque that is required to the shaft 46 Turning will not only save fuel but also wear and tear on the engine 28 and the pump 24 reduce.

Ein weiterer Unterschied zwischen der Welle der 1 und der Welle 46 der 3–4 ist der Versatz zwischen der ersten Achse 70 die durch die Rotorwellen 48, 53 hindurchtritt und einer zweiten Achse 72, die durch den Mittelbereich 51 der Welle 46 hindurchtritt. Dieser Versatz kann bei einer Walze 14 mit einer Breite von ungefähr einem Meter von ungefähr 27 bis ungefähr 47 mm reichen, wobei der bevorzugte Versatz für eine Walze von einem Meter ungefähr 37 mm beträgt. Dieser Versatz ermöglicht es der Welle 46 die notwendige Trägheit und Vibrationen bereitzustellen, dies aber mit einem weitaus geringeren Trägheitsmoment. Ein geringeres Trägheitsmoment verringert das zum Initiieren der Drehung der Welle 46 erforderliche Drehmoment, wodurch Energie gespart und Abnutzung und Verschleiß der sich bewegenden Bauteile verringert werden, wie oben beschrieben.Another difference between the wave of 1 and the wave 46 of the 3 - 4 is the offset between the first axis 70 through the rotor shafts 48 . 53 passes through and a second axis 72 passing through the middle area 51 the wave 46 passes. This offset can be with a roller 14 with a width of about one meter from about 27 to about 47 mm, with the preferred offset for a one meter roll being about 37 mm. This offset allows the shaft 46 To provide the necessary inertia and vibration, but with a much lower moment of inertia. A lower moment of inertia reduces this to initiate the rotation of the shaft 46 Required torque, thereby saving energy and wear and tear of the moving components are reduced, as described above.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Während der Verwendung der Arbeitsmaschine 10 betätigt ein Bediener die Leistungsquelle oder hydraulische Pumpe 24, sodass die Walzen 14, 16 in der gewünschten Fahrtrichtung rotieren. Das Drehen der Walzen 14, 16 auf diese Weise bewirkt, dass sich die Arbeitsmaschine 10 vorwärts oder rückwärts über das zu verdichtende Material bewegt.While using the work machine 10 An operator operates the power source or hydraulic pump 24 so the rollers 14 . 16 rotate in the desired direction of travel. Turning the rollers 14 . 16 in this way causes the work machine 10 moved forward or backward over the material to be compacted.

Beim Starten, bevor er die Arbeitsmaschine 10 tatsächlich auf das zu verdichtende Material 12 fährt, fordert der Bediener die Vibration an der Benutzerschnittstelle an. Dies bewirkt, dass die Steuereinheit (nicht gezeigt) die Leistungsquellen oder hydraulischen Pumpen 22, 24 anweist, bis auf vollen Austrag zu steigern. Während die Motoren 28, 42 beschleunigen, wird die Rotation des Vibrationsmechanismus 26 initiiert, was bewirkt, dass sich die Welle 46 in einer beschleunigten Weise dreht, bis sie die Betriebsfrequenz, z. B. 65 Hz, erreicht. Die Anlaufzeit, die benötigt wird um 65 Hz bzw. die typische Betriebsfrequenz zu erreichen, ist ungefähr 4 Sekunden. Der Anlauf kann auf einfache Weise ohne übermäßige Abnutzung und Verschleiß des hydraulischen Motors 28 und der hydraulischen Pumpe 24 der Arbeitsmaschine 10 erzielt werden, da das verringerte Trägheitsmoment der Welle 46 wesentlich zu diesem einfachen Anlauf beiträgt. Die offenbarte Welle 46 könnte auch ohne übermäßige Modifikationen an einer existierenden Arbeitsmaschine 10 durch eine bereits existierende Welle 5 ersetzt werden.When starting, before leaving the work machine 10 actually on the material to be compacted 12 the operator requests the vibration at the user interface. This causes the control unit (not shown) to supply the power sources or hydraulic pumps 22 . 24 instructs to increase to full discharge. While the engines 28 . 42 accelerate, the rotation of the vibration mechanism 26 initiates what causes the wave 46 in an accelerated manner until it reaches the operating frequency, e.g. B. 65 Hz achieved. The starting time required to reach 65 Hz or the typical operating frequency is about 4 seconds. The start-up can be done easily without excessive wear and tear of the hydraulic motor 28 and the hydraulic pump 24 the working machine 10 be achieved because the reduced moment of inertia of the shaft 46 contributes significantly to this easy start. The revealed wave 46 could also without excessive modifications to an existing work machine 10 through an already existing wave 5 be replaced.

Claims (11)

Eine exzentrische Vibrationswelle (46), welche umfasst: eine erste Rotorwelle (48), die koaxial von einer zweiten Rotorwelle (53) beabstandet ist. wobei die ersten und zweiten Rotorwellen (48, 53) mittels einer versetzten Welle (51) miteinander verbunden bzw. gekoppelt sind; die versetzte Welle einen ersten gewinkelten Bereich (49), einen zweiten gewinkelten Bereich (52) und einen Mittelbereich (51) aufweist, welcher zwischen den ersten und zweiten gewinkelten Bereichen angeordnet ist, wobei der erste gewinkelte Bereich (49) mit der ersten Rotorwelle (48) verbunden ist, und wobei der zweite gewinkelte Bereich (52) mit der zweiten Rotorwelle (53) verbunden ist; wobei die ersten und zweiten gewinkelten Bereiche (49, 52) jeweils bezüglich einer ersten Achse (70) gewinkelt sind, die durch die ersten und zweiten Rotorwellen (48, 53) hindurchtritt, sodass der Mittelbereich (51) von der ersten Achse (70) beabstandet und zumindest im Wesentlichen parallel zu dieser ist.An eccentric vibration wave ( 46 ), which comprises: a first rotor shaft ( 48 ) coaxial with a second rotor shaft ( 53 ) is spaced. wherein the first and second rotor shafts ( 48 . 53 ) by means of a staggered shaft ( 51 ) are coupled together; the offset wave has a first angled region ( 49 ), a second angled area ( 52 ) and a middle area ( 51 ), which is arranged between the first and second angled regions, wherein the first angled region (FIG. 49 ) with the first rotor shaft ( 48 ), and wherein the second angled region ( 52 ) with the second rotor shaft ( 53 ) connected is; wherein the first and second angled regions ( 49 . 52 ) each with respect to a first axis ( 70 ) are angled through the first and second rotor shafts ( 48 . 53 ), so that the middle region ( 51 ) from the first axis ( 70 ) is spaced and at least substantially parallel to it. Die exzentrische Vibrationswelle (46) gemäß Anspruch 1, wobei die versetzte Welle einen Querschnitt mit der Form eines Doppel-T-Trägers aufweist.The eccentric vibration wave ( 46 ) according to claim 1, wherein the offset shaft has a cross-section with the shape of a double-T-beam. Die exzentrische Vibrationswelle (46) der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Mittelbereich (51) eine zweite Achse (72) aufweist, welche von der ersten Achse (70) um einen Abstand beabstandet ist, der zwischen ungefähr 27 bis ungefähr 47 mm beträgt.The eccentric vibration wave ( 46 ) of claims 1 or 2, wherein the middle region ( 51 ) a second axis ( 72 ), which from the first axis ( 70 ) is spaced by a distance that is between about 27 to about 47 mm. Die exzentrische Vibrationswelle (46) gemäß Anspruch 3, wobei die zweite Achse (72) von der ersten Achse (70) ungefähr 37 mm beabstandet ist.The eccentric vibration wave ( 46 ) according to claim 3, wherein the second axis ( 72 ) from the first axis ( 70 ) is about 37 mm apart. Die exzentrische Welle (46) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Verhältnis eines ersten Trägheitsmomentes zu einem zweiten Trägheitsmoment von ungefähr 10 bis ungefähr 16 m–1 reicht.The eccentric shaft ( 46 ) according to one of claims 1 to 4, wherein a ratio of a first moment of inertia to a second moment of inertia ranges from about 10 to about 16 m -1 . Die exzentrische Welle (46) gemäß Anspruch 3, wobei ein Verhältnis eines ersten Trägheitsmomentes zu einem zweiten Trägheitsmoment von ungefähr 10 bis ungefähr 16 m–1 reicht.The eccentric shaft ( 46 ) according to claim 3, wherein a ratio of a first moment of inertia to a second moment of inertia ranges from about 10 to about 16 m -1 . Die exzentrische Welle (46) gemäß Anspruch 5, wobei die Masse von ungefähr 6 bis ungefähr 18 kg reicht.The eccentric shaft ( 46 ) according to claim 5, wherein the mass ranges from about 6 to about 18 kg. Die exzentrische Vibrationswelle (46) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Mittelbereich (51) eine zweite Achse (72) aufweist, welche von der ersten Achse (70) um einen Abstand beabstandet ist, der zwischen ungefähr 32 bis ungefähr 43 mm beträgt, wobei ein Verhältnis eines ersten Trägheitsmomentes zu einem zweiten Trägheitsmoment von ungefähr 10 bis ungefähr 16 m–1 reicht.The eccentric vibration wave ( 46 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the middle region ( 51 ) a second axis ( 72 ), which from the first axis ( 70 ) is spaced by a distance that is between about 32 to about 43 mm, wherein a ratio of a first moment of inertia to a second moment of inertia ranges from about 10 to about 16 m -1 . Die exzentrische Vibrationswelle (46) nach Anspruch 8, wobei die zweite Achse (72) von der ersten Achse (70) um einen Abstand von ungefähr 37 mm beabstandet ist und wobei ein Verhältnis eines ersten Trägheitsmomentes zu einem zweiten Trägheitsmoment ungefähr 13,4 m–1 beträgt.The eccentric vibration wave ( 46 ) according to claim 8, wherein the second axis ( 72 ) from the first axis ( 70 ) is spaced by a distance of about 37 mm and wherein a ratio of a first moment of inertia to a second moment of inertia is about 13.4 m -1 . Ein Kombiverdichter, welcher umfasst: eine Grundplatte; eine Walze (14), welche zwei vertikale Streben aufweist; die exzentrische Vibrationswelle (46) gemäß Anspruch 1, welche sich zwischen den zwei vertikalen Streben der Walze (14) erstreckt und drehbar mit diesen verbunden ist. A combination compressor comprising: a base plate; a roller ( 14 ) having two vertical struts; the eccentric vibration wave ( 46 ) according to claim 1, which lies between the two vertical struts of the roller ( 14 ) and is rotatably connected thereto. Ein Verfahren zur Verringerung des Gewichts eines Kombiverdichters und zur Verringerung eines Anlaufdrehmoments, das für das Drehen einer exzentrischen Vibrationswelle (46), die die Walze des Verdichters vibrieren lässt, erforderlich ist. wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer exzentrischen Vibrationswelle (46) welche eine erste Rotorwelle (48) aufweist, die koaxial von einer zweiten Rotorwelle (53) beabstandet ist, wobei die ersten und zweiten Rotorwellen (48, 53) mittels einer versetzten Welle miteinander verbunden sind, wobei die versetzte Welle (46) einen ersten gewinkelten Bereich (49), einen zweiten gewinkelten Bereich (52) und einen Mittelbereich (51) aufweist, welcher zwischen den ersten und zweiten gewinkelten Bereichen angeordnet ist und diese miteinander verbindet, wobei der erste gewinkelte Bereich (49) mit der ersten Rotorwelle (48) verbunden ist, der zweite gewinkelte Bereich (52) mit der zweiten Rotorwelle (53) verbunden ist, wobei die ersten und zweiten gewinkelten Bereiche bezüglich einer ersten Achse (70) gewinkelt sind, welche sich durch die ersten und zweiten Rotorwellen (48, 53) erstreckt, sodass der Mittelbereich (51) zu der ersten Achse (70) versetzt und im Wesentlichen parallel zu dieser ist; Entfernen einer bereits vorhandenen exzentrischen Vibrationswelle (5) aus dem Verdichter; Ersetzen der bereits vorhandenen exzentrischen Vibrationswelle (5) durch die bereitgestellte exzentrische Vibrationswelle (46).A method for reducing the weight of a combined compressor and for reducing a starting torque necessary for rotating an eccentric vibration shaft ( 46 ), which makes the roller of the compressor vibrate, is required. the method comprising: providing an eccentric vibration wave ( 46 ) which a first rotor shaft ( 48 ) coaxial with a second rotor shaft ( 53 ), wherein the first and second rotor shafts ( 48 . 53 ) are interconnected by means of a staggered shaft, wherein the offset shaft ( 46 ) a first angled area ( 49 ), a second angled area ( 52 ) and a middle area ( 51 ) which is arranged between the first and second angled regions and connects them to one another, wherein the first angled region (FIG. 49 ) with the first rotor shaft ( 48 ), the second angled region ( 52 ) with the second rotor shaft ( 53 ), wherein the first and second angled regions with respect to a first axis ( 70 ) are angled, which by the first and second rotor shafts ( 48 . 53 ), so that the middle region ( 51 ) to the first axis ( 70 ) and is substantially parallel to it; Removing an existing eccentric vibration wave ( 5 ) from the compressor; Replacing the existing eccentric vibration wave ( 5 ) by the provided eccentric vibration wave ( 46 ).
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